Bab 4 Spillway

8/18/2019 Bab 4 Spillway

1/20

LAPORANNOTA PERENCANAAN

BAB IV

SPILLWAY & INTAKE

4.1 UMUM

Bangunan pelimpah atau spillway merupakan bangunan pelengkap embung

yang berfungsi untuk membuang kelebihan air waduk pada saat banjir, untuk

mencegah pelimpasan air lewat puncak embung (over topping ), sehingga dapat

memberikan jaminan keamanan terhadap embung dari keruntuhan. Melihat

begitu pentingnya fungsi dari pelimpah baik itu terhadap embung (konstruksi)

maupun daerah hilir maka dalam perencanaan pelimpah memerlukankecermatan. Berikut ini adalah beberapa pertimbangan teknis yang digunakan

sebagai dasar perencanaan pelimpah Embung Tawainalu.

Bangunan pelimpah Embung Tawainalu direncanakan terletak pada tebing

sebelah kanan dengan pertimbangan kondisi geologinya cukup baik. Tipe

bangunan yang dipilih adalah tipe pelimpah bebas tanpa pintu dengan lebar

!.!! m.

Bangunan pelimpah ini harus mampu mengalirkan debit banjir rencana dengan

periode ulang "!! th sebesar #$,% m&'detik.

4.2 PENENTUAN ELEVASI AMBANG PELIMPAH

Eleasi ambang pelimpah ditentukan berdasarkan kebutuhan tampungan total

sebesar !,% juta m& dimana dari gambar kure kapasitas tampungan waduk

dapat ditentukan eleasi ambang pelimpah terletak pada *"&!.!! m

4.3 PENELUSURAN BANJIR

+enelusuran banjir dilakukan dalam kondisi air waduk penuh atau pada eleasi

ambang pelimpah. ari hasil optimasi didapatkan lebar ambang yang paling

ekonomis adalah !.!! m dimana eleasi banjir -"!!th adalah pada El."&!,#&

m.

asil perhitungan penelusuran banjir adalah sebagai berikut /

Eleasi 0mbang +elimpah 1 El. "&!.!! m

2ebar ambang pelimpah 1 !.!! m

-inflow "!!!th 1 #$,% m&'detik

Tinggi 0ir iatas 0mbang (-"!!!th) 1 !,#& m

“SID Air Baku Kabupaten Kolaka Timur” IV - 1


2/20


4.4 PERENCANAAN HIDROLIS

4.4.1Tip A!"#$% Pi!p#'

0mbang pelimpah bagian upstream direncanakan dengan bentuk penampang

3gee 45 sedangkan kemiringan bagian hilir direncanakan " / "

+erhitungan dimensi ambang pelimpah

Eleasi banjir -"!! 1 E2. "&!,#& m

Eleasi ambang pelimpah 1 E2. "&!.!! m

d 1 !,#& m

Bentuk penampang ambang pelimpah disajikan pada 6ambar %.".

7",881",98&.hd!,88.:



3/20

G#!"#( 4.1. M()* Pi!p#'


; 1 !,%# hd

!,""$ hd

:

7

"

"

hd

4.4.2S#*(#$ T(#$+i+i

hydraulic control point?.

0. +enentuan batasan kondisi aliran pada saluran

0plikasi dari persamaan Bernoulli untuk bagian 4 dan bagian 44 adalah sbb/

@" * d" cos θ" * g

V

2

2

1α 1 @c * dc cos θc * g

Vc

2

2

α * he

Aedalaman kritis pada bagian 4 didapatkan dari persamaan/

dc 1 2

23

gB

Qα

he , kehilangan tinggi akibat kontraksi ertikal

he 1 f g

Vc

2

2

B. +erhitungan profil permukaan air pada saluran transisi

+ersamaan dasar yang digunakan dalam perencanaan profil

permukaan air pada saluran transisi menggunakan persamaan Bernoulli.

(Bendungan Tipe Urugan,204)

" * d" * h" 1 * d * h * hf

Eleasi dinding saluran transisi ditentukan dengan tinggi jagaan

sebesar !,# m untuk debit banjir -"!! th.



4/20


4.4.3S#*(#$ P*$)*(

0liran pada saluran peluncur direncanakan sebagai aliran superkritis dan

hydraulic control point direncanakan pada ujung hulu saluran.

Berdasarkan kondisi topografi yang ada maka kemiringan dasar saluran

peluncur ditentukan " / &. +ersamaan Bernoulli untuk kemiringan dasar saluran

yang curam (steeply sloped floor ) sbb/

1 + d1 cos θ + g

v

2

2

1 = Z2 + d2 cos θ +

g

v

2

2

2+ hf

imana , hf 1 kehilangan akibat gesekan

(= dx

A

Q

R

n x

2

24

0 3/4

2

∫ = ½ { 22

3/4

2

2

2

1

3/4

1

2

A R

n

A R

n+ }Q 2 x)

dimana /

; 1 radius hidrolik

0 1 luas penampang

n 1 koefisien kekasaran Manning

ata dari hasil perhitungan tersebut adalah sebagai berikut/

∗ Bentuk saluran /


5/20


5 / "%," m'det

Croude / ,$

Berdasarkan pertimbangan kondisi topografi, geologi dan hasil perhitungan

hidrolika maka ditentukan tipe peredam energi yang dipilih adalah D


6/20

2

α)δ)cos(θθ(cos

α)δ)sin(sin(1δ)θ.cos(θ

2cos

θ)(2

coska

−+

−+++

−=

φ φ

φ

2

2

2

α)δ)cos(θ0θcos(θ

α)0θδ)sin(sin(1δ)θcos(θcos

0cosθ

θ)0θ(coskea

−++

−−+++

−−=

φ φ

φ


G Material timbunan kembal (;andom)

γ wet 1 ",9$! t'm&

γ sat 1 ".8" t'm&

φ 1 !.!°

Aoefisien 6empa

orisontal 1 !. !!9

5ertikal 1 !

4.4..2 Ki+i$ #$#$ #$#' ,$%#$ (*!*+ C*!"5

G Tekanan Tanah 0ktif (normal)

Aoefisien tekanan aktif dihitung dengan metode Houlomb sebagai berikut /

+a 1 "' . γ . . Aa

dimana /

+a 1 tekanan tanah aktif (t'm)

Aa 1 koefisien tekanan tanah aktif

γ 1 berat isi tanah (t'm&)

1 tinggi dinding penahan (m)

φ 1 sudut geser dalam tanah

θ 1 sudut kemiringan permukaan dinding penahan terhadap garis

ertikal

α 1 sudut kemiringan backfill material terhadap garis horisontal

δ 1 sudut geser antara tanah dengan dinding penahantanah dengan tanah δ 1 φ

tanah dengan beton δ 1 φ'&

6 Tekanan Tanah 0ktif (gempa)



7/20


dimana /

θ! 1 tanG".

k (k 1 kv

kh

−1 )

kh 1 koefisien gempa horisontal

k 1 koefisien gempa ertikal

δ 1 sudut geser antara tanah dengan dinding penahan

tanah dengan tanah δ 1 φ'

tanah dengan beton δ 1 !

catatan/

". jika φ≤ !, sin (φ±α) 1 !

. jika φ G θ!±αI !, sin (φ G θ! * α) 1 !θo 1 tg G" . A

Besarnya tekanan tanah backfill adalah sebagai berikut /

Dntuk kemiringan dinding " / !.&G Aa 1 !.#9G Aea 1 !.9$

Dntuk kemiringan dinding " / !.%G Aa 1 !.G Aea 1 !.8&%

4.4..3 A$#i+# S#"ii#+

".


8/20


.


9/20


y 1 !,% (m)

&. Berat struktur

K 1 γ c. 5

imana /γ c 1 berat jenis beton (t'm&)

5 1 olume beton (m&)

%. Tekanan tanah aktif

+a 1 !.# ka γ t h

imana /

γ t 1 berat jenis tanah timbunan (t'm&)

ka 1 koefisien tekanan tanah aktif h 1 kedalaman timbunan tanah (m)

4.4.7 P('i*$%#$ K$+(*+i

4.4.7.1 Pi!p#'

0. Aondisi +embebanan



10/20


T#" 4.1. P('i*$%#$ G#8# B(# p#,# A!"#$% Pi!p#'

T#" 4.2. P('i*$%#$ B(# S$,i(i Pi!p#'



11/20


T#" 4.3. P('i*$%#$ G#8# G!p#

T#" 4.4. P('i*$%#$ G#8# T#$ H(i9$#



12/20


T#" 4.-. P('i*$%#$ G#8# T#$ V(i#

B. Aondisi +embebanan



13/20




14/20


4.4.7.2 Di$,i$% Pi!p#'

0. Aondisi +embebanan



15/20


B. Aondisi


16/20


4.-. ANALISA HIDROLIKA BANGUNAN PENGAMBILAN

Bangunan pengambilan merupakan bangunan penyadap yang berfungsi untuk

memenuhi kebutuhan air irigasi pada lahan pertanian, bila fungsi dari waduk

tersebut hanya untuk pengairan lahan pertanian, tetapi bangunan pengambilan

dapat pula berfungsi sebagai sarana untuk memberikan suplai air di bagian hilir

waduk. +ada perencanaan bangunan pengambilan Embung Tawainalu ini,

konstruksi dilengkapi dengan pengambilan berupa gate ale sebagai pengatur

debit yang mengalir melalui pipa baja (Conduit) dan untuk mengatur debit

sesuai dengan kebutuhan pada jaringan irigasi maka pada komponen

bangunan pengeluaran (outlet) direncanakan menggunakan bangunan ukur

dengan ambang lebar, karena selain mudah dalam pelaksanaan konstruksinya

juga mudah dalam pengoperasiannya.

Berdasarkan kondisi topografi dan geologi maka data dari bangunan

pengambilan Embung Tawainalu adalah sebagai berikut /

- Lenis pintu pengambilan / 6ate ale

- iameter / !,%! m

- 2etak /


17/20


dimana /

5 1 kecepatan aliran (m'dt)n 1 koefisien kekasaran Manning

; 1 jariGjari hidrolis (m)< 1 kemiringan dasar saluran 0 1 luas penampang basah (m )

G#!"#( 4.2. K$,i+i Ai(#$ D##! T(:$%#$ K$,i+i Ai(#$ B"#+

+ada kondisi aliran bebas, jenis aliran harus diketahui karena dengan demikian

dapat diketahui karateristik hidrolisnya. Bila kondisi aliran pada berbagai

kedalaman aliran terjadi aliran super kritis ( - -c ) atau ( Cr " ) maka

rumus uniform flow tidak berlaku dan harus digunakan rumus non uniform flow

sebagai berikut /

V x g

hc

c

=

2

3

0 5.

Q A x V c=

di mana /

5c 1 kecepatan kritis (m'dt)hc 1 kedalaman kritis (m)g1 percepatan graitasi (m'dt )

2. P$%#i(#$ T#$

+ada kondisi pengaliran tekan (dalam saluran tertutup)demikian digunakan

persamaan sebagai berikut /

(( ) ( )[ ]Q A x g h L C 2 0 52 2 1= + − + ∑. . . sin / / ,θ φ

dimana /

h 1 kedalaman air waduk dihitung dari dasar inlet (m)

φ 1 diameter terowongan (m)

< 1 kemiringan dasar terowongan2 1 panjang alur terowongan (m)θ 1 sudut yang dibentuk oleh alur terowongan

0 1 luas penampang basah (m )∑C 1 total kehilangan energi (m)



18/20


G#!"#( 4.3. K$,i+i Ai(#$ D##! T(:$%#$ Ai(#$ T#$

+ada bangunan pengambilan terjadi kehilangan tinggi tekan disepanjang

saluran dimana, beberapa kehilangan yang terjadi disepanjang intake adalah /

a. Aehilangan tekanan pada saringan ( trashrack )

( ) ( )c B s b= / sin/4 3 θ

dimana /

B 1 Caktor bentukθ 1 sudut kemiringan saringan pada bidang horisontals 1 tebal jeruji (m)b 1 jarak bersih antar jeruji (m)

b. Aehilangan tekanan pada lubang pemasukan ( entrance )

fa 1 c . ( 0t'0e )

dimana /

c 1 !." 0t'0e 1 ".!

c. Aehilangan tekanan akibat gesekan (fb)

fb 1 . 2'A . ;%'&

dimana /

fb 1 Aoefisien kehilangan akibat gesekan 1 kecepatan aliran ( m'detik )A 1 faktor kekasaran bahan; 1 jari G jari hidrolis2 1 panjang saluran (m)

d. Aehilangan tekanan akibat belokan (fc)

fc 1 ( !."&" * !."& (';)(8') (θ'$!)!.#!



19/20


dimana /

; 1 jari G jari belokan (m) 1 sudut belokan

e. Aehilangan tekanan di outlet (fd)fd 1 ( " G ( 0t'0o )

K#p#+i#+ P$%#i(#$ S## K$,i+i Ai(#$ B"#+ S#*(#$ P$%#!"i#$

E!"*$% T#$#i:#* /Pip#0

K#p#+i#+ P$%#i(#$ S## K$,i+i Ai(#$ T#$ B#$%*$#$ P$%#!"i#$

E!"*$% T#:#i$#*



20/20


K#p#+i#+ P$%#i(#$ S## K$,i+i Ai(#$ B"#+ S#*(#$ P$%#!"i#$

E!"*$% T#$#i:#* /C$,*i0

Bab 4 Spillway

Documents

Transcript of Bab 4 Spillway